4.2.1 Variação da temperatura e umidade
Testes preliminares foram feitos em uma estufa na qual a umidade não podia ser controlada. Várias temperaturas diferentes foram tentadas (entre 30 e 60 °C) sem alcançar resultados expressivos. Alguns testes foram então feitos em uma estufa com controle de umidade ("câmara climática") e observou-se que com este controle alcançavam-se resultados muito melhores. Os testes preliminares também mostraram que valores em torno de 40 °C combinados com uma umidade em torno de 35% produzem os melhores resultados.
Para analisar o efeito da temperatura e umidade na solda do tecido, os seguintes valores foram testados. Em todos os experimentos, a duração da soldagem foi de 24 horas, como feito em FENNER et al. (1994).
À temperatura de 40 °C, foram comparados os resultados a 30%, 35% e 40% de umidade relativa.
Mantendo fixa a umidade de 35%, foram comparados os resultados a 30°C, 40°C e 50°C.
4.2.2 Efeito da fixação com glutaraldeído do tecido soldado
Os resultados obtidos no item anterior foram comparados com novas amostras soldadas nas mesmas condições, porém submetidas à fixação química por imersão da peça soldada em glutaraldeído.
Além de comparar a peça soldada sem fixação química com a amostra fixada quimicamente, também foram testadas soluções com diferentes concentrações de glutaraldeído - 0,65%, 1% e 2,5% - e dois períodos diferentes de exposição ao glutaraldeído – 24 horas e 15 dias.
A expectativa era que o glutaraldeído aumentasse a resistência da solda, assim como ocorreu com o próprio tecido e também como foi observado por ANDERSON (1999).
4.2.3 Avaliação da re-hidratação do tecido soldado.
O foco do trabalho é verificar se a solda tem um potencial de aplicação em uma bioprótese cardíaca. Esta bioprótese estará em constante contato com diversas soluções aquosas durante sua fabricação e armazenamento e, depois de implantada, em contato com o sangue. Portanto, foi necessário avaliar o efeito da re-hidratação na resistência mecânica da solda criada.
Após o processo de soldagem, a amostra foi submersa em solução salina 0,9% por 1 h e por 24 h. O teste foi feito com as amostras fixadas e as não fixadas quimicamente com glutaraldeído.
4.2.4 Variação do tempo de exposição ao calor na estufa
Foi realizado o processo de soldagem na estufa aumentando o tempo de exposição ao calor para 48 horas. Os resultados foram comparados com aqueles produzidos com soldas fabricadas na estufa por 24 horas. Foram comparadas também amostras não fixadas e fixadas quimicamente com glutaraldeído.
4.2.5 Comparação da resistência mecânica do tecido soldado com o
tecido suturado e com o tecido íntegro
Compararam-se a resistência mecânica média obtida para o tecido soldado com os valores obtidos para a amostra unida por sutura e com a amostra íntegra.
4.2.6 Experimentos preliminares
Outros experimentos preliminares realizados.
4.2.6.1
Soldagem com tecido já fixado.
Antes do processo de soldagem na estufa, executou-se a fixação química do tecido em glutaraldeído 0,65%, por 24 horas. Após a fixação química, procedeu-se à soldagem na estufa a 40 °C e 35% de umidade, por 24 horas, nas mesmas condições das soldas feitas nos itens anteriores. Nenhuma das 4 amostras apresentou qualquer adesão.
A ausência de adesão se deve ao fato de que com a fixação química as fibrilas do colágeno ficam impossibilitadas de rearranjar-se após a ligação cruzada (ANDERSON,1999; 1999). Fica evidente que além da reatividade induzida pela desidratação parcial do colágeno, há a necessidade de mobilidade molecular para que as novas interações sejam efetivamente realizadas.
4.2.6.2
Soldagem à temperatura ambiente
Para responder a questão se a simples desidratação do tecido é o suficiente para gerar uma ligação nas bordas do tecido a soldar, 4 amostras foram preparadas para a soldagem tal como nos itens anteriores. Porém, ao invés de serem submetidas à desidratação numa estufa com temperatura e umidade controladas, foram deixadas numa sala, à temperatura ambiente, por 24 horas. A temperatura da sala estava em torno de 21 °C. Nenhuma adesão foi observada nas amostras.
4.2.6.3
Soldagem somente com glutaraldeído
Para investigar se o glutaraldeído é capaz de criar uma ligação entre as bordas do tecido pela simples ação de fixação química, 4 amostras preparadas para solda, tal como nos itens anteriores, foram mergulhadas diretamente em glutaraldeído 0,65%, por 48 horas. Ou seja, estas amostras não passaram pelo processo de desidratação na estufa. Após o experimento, nenhuma adesão foi observada em nenhuma das 4 amostras.
Ainda que as superfícies apostas estejam o mais próximo possível uma das outra, a nível molecular ainda haja uma distância que impeça a ligação cruzada entre moléculas de ambas as superfícies.
4.2.6.4
Aposição forçada das bordas a serem soldadas
Tentou-se uma variação da preparação da amostra, visando aumentar a pressão entre as bordas a serem soldadas no tecido. As parte de cima das quatro agulhas que ancoram o tecido na placa de silicone foram unidas com o auxílio de uma fita adesiva.
Após o processo de soldagem na estufa por 24 horas, a 40 °C e 35% de umidade relativa, tal como nos experimentos anteriores, notou-se que a adesão resultante era praticamente nula – a simples manipulação das amostras já causava a quebra da solda resultante.
A aproximação mais forçada cria uma pressão maior na interface mas desalinha as superfícies a serem soldadas (Figura 4-5), atrapalhando a ocorrência de uma boa solda.
Figura 4-5 - Preparação da amostra para solda com aposição forçada
4.2.6.5
Solda com aplicação direta de calor no tecido através de metal
aquecido
Para testar a hipótese de que a união poderia ocorrer por fusão do material das bordas apostas, tentou-se a solda através da aplicação direta de calor na região de solda através de um metal aquecido.
Duas tiras do parede aórtica, de aproximadamente 10 x 40 mm, foram sobrepostas por uma área de aproximadamente 10 x 10 mm. A ponta do ferro de solda foi forçada sobre a área de sobreposição, de forma a atravessar as duas tiras e foi ligada para iniciar o aquecimento. A intenção é que o material em torno da ponto do ferro de solda fundisse e criasse uma solda naquela região.
O que observou-se é que o material degradava (ficava negro) e não fundía-se, ou a fusão era pouca, e o resultado era praticamente nenhuma adesão.
O mesmo foi tentado numa prensa térmica. O material sobreposto foi colocado na prensa de tal forma que a pressão era aplicada ortogonalmente ao plano de sobreposição das duas tiras.
Tentou-se pressões entre 0,5 e 2 toneladas, e temperaturas – medidas com um termopar posicionado ao lado da amostra – variando entre 70 e 150 °C. O tempo de aquecimento e pressão variou também entre 3 e 30 minutos. Em nenhuma das diversas combinações de pressão, temperatura e tempo foi observada qualquer adesão entre as partes. A única alteração que se observava era uma deformação plástica do material na região da sobreposição.
Este experimento reforça a hipótese de que a soldagem ocorre simplesmente pela formação de ligações químicas entre moléculas e não pela fusão do material.